Файл: Технология гидролизных производств учебник..pdf

Образованию мелких кристаллов гипса способствует низкая тем­ пература известкового молока. Такой процесс получил название на­ правленной кристаллизации гипса.

Раньше в гидролизной промышленности применялась периодиче­ ская нейтрализация гидролизата. В настоящее время она почти везде заменена непрерывной. Ней­

ции в нейтрализаторах, соединенных последовательно по два, под­ держивается постоянный уровень жидкости. При периодической нейтрализации нейтрализованный гидролизат откачивается центро­ бежным насосом постепенно. В обоих случаях удаляемая жидкость должна содержать во взвешенном состоянии кристаллы гипса и взвешенный лигнин, унесенный из гидролизаппаратов. При недо-

92

<1

статочно хорошем перемешивании жидкости часть гипса и органических осадков может осесть на дно нейтрализатора, что не­ желательно, так как приводит к периодической остановке их на чист­ ку. В непрерывнодействующих нейтрализаторах жидкость движется сверху вниз. Для взмучивания образующихся осадков на дне нейтра­ лизаторов с плоским дном устанавливаются волочильные цепи, а у нейтрализаторов с коническим днищем — специальные скребки (см. рис. 26 и 27).

Нейтрализованный гидролизат (нейтрализат), поступающий из нейтрализаторов, имеет температуру 80—85° С и содержит взвешен­ ные частицы гипса и органических веществ, состоящих из лигнина, коагулированных гуминовых веществ, образовавшихся при распаде

реработке лиственной древесины — до 10 г/л, при переработке под­ солнечной лузги и кукурузной кочерыжки поднимается до 12 г/л.

Втаком виде нейтрализованный гидролизат поступает на очистку от взвешенных частиц. Эта операция осуществляется с помощью непрерывнодействующих отстойников или гидроциклонов или их комбинации. Скорость осаждения гипса и основной массы взвешен­ ных органических веществ в отстойниках равна 0,33—-0,4 мм/сек.

Вэтих условиях оседает 85—90% всех взвешенных частиц. Взве­ шенные частицы в нейтрализате до отстаивания содержат 70—85% двухводного гипса и 15—30% органических веществ. Взвешенные частицы, остающиеся в нейтрализате после прохождения отстойни­ ков, содержат только 20—30% кристаллов гипса и 70—80% орга­ нических веществ.

Применяемые в гидролизной промышленности цилиндрические отстойники (рис. 28) имеют диаметр от 5,5 до 18 м. Работа их ос­ нована на непрерывном отстаивании нейтрализата от взвешенных частиц и периодическом удалении накопившегося в них осадка (шлама).

Как видно из рис. 28, отстойник представляет собой стальной цилиндрический сосуд с коническим днищем и верхней горизонталь­ ной крышкой. В дне отстойника устанавливается выгребной меха­ низм, приводимый в действие электродвигателем. Вертикальный1 вал делает 0,16—0,17 оборотов в минуту. Подлежащий очистке ней­ трализат поступает в центральную часть отстойника. Осветленный нейтрализат отбирается через кольцевой лоток, укрепленный по окружности отстойника.

Осветляемый нейтрализат движется от центра отстойника к его периферии и одновременно снизу вверх. При медленном движении жидкости взвешенные частицы постепенно оседают на днище и вы­ гребным механизмом сдвигаются к его центру.

В конусе установлен штуцер, через который густой осадок можно периодически, по мере накопления, удалять в шламоприемник. Если на дне отстойника накопился большой и плотный слой осадка, вы­ гребной механизм с целью предохранения его от поломки может быть поднят.

94

Удаляемый из отстойников осадок имеет влажность 65—85%. Он уносит с собой значительное количество сахаров, доходящее до 5% от содержания их в исходном нейтрализате. Поэтому на гидро­ лизных заводах выведенный из отстойников осадок дополнительно уплотняется в непрерывнодействующих центрифугах, на барабан­ ных вакуум-фильтрах, специальных фильтрах или в отстойникахпромывателях периодического действия.

Иногда нейтрализат с взвешенным осадком вначале пропускают через батарею гидроциклонов, где он освобождается от основной массы взвешенных частиц, для окончательной очистки нейтрализат проходит через отстойник непрерывного действия. Освобожденный от взвешенных частиц горячий нейтрализат поступает в промежу­ точный сборник и далее в вакуум-охладительную установку (см. рис. 24).

Осветленный нейтрализат охлаждается в пластинчатых тепло­ обменниках или вакуум-охладительных установках. Применение последних особенно рекомендуется в дрожжевом производстве, так как в них одновременно происходит самоиспарение 5—7% по объ­ ему охлаждаемой жидкости, с которой уносится часть растворен-, ного фурфурола и других вредных летучих примесей.

Принцип работы вакуум-охладительной установки заключается в том, что охлаждаемая горячая жидкость подается в герметически

95

закрытый резервуар-испаритель, в котором поддерживается необ­ ходимый вакуум. При пониженном давлении вода вскипает, ча­ стично превращаясь в пар, а оставшаяся жидкость вследствие ис­ парения охлаждается. Обра­

испарительную камеру, где снова'охлаждается, и т. д. В нижней, последней, испарительной камере поддерживается остаточное дав­ ление около 0,1 кгс/см2.

96

Проходя последовательно четыре испарительные камеры, нейтрализат охлаждается до 30—40° С. С целью регенерации тепла нейтрализата холодная вода проходит по трубкам последовательно от нижнего конденсатора к верхнему. Летом, когда охлаждающая вода поступает в конденсаторы с температурой около 20—25° С, охладить нейтрализат до 30° С не удается. Для обеспечения охлаж­ дения нейтрализата в летние месяцы на заводах устанавливают в качестве резерва дополнительные пластинчатые теплообменники.

При охлаждении нейтрализата часть растворенных в нем орга­ нических коллоидов коагулирует, образуя хлопья. Поэтому для по­ лучения чистого нейтрализата он после охлаждения перед поступ­ лением в инокуляторы дополнительно отстаивается в сборниках.

При продувании воздуха через отстоявшийся и охлажденный нейтрализат в инокуляторах снова образуются хлопья коллоидов, которые в дальнейшем отделяются вместе с дрожжами, загрязняя их. Для устранения этого недостатка нейтрализат после охлажде­ ния продувают воздухом в сборниках, затем очищают от осадка от­ стаиванием или фильтрацией, после чего подают его в инокуляторы. В спиртовом производстве эта операция не обязательна, так как при брожении образующийся осадок падает на дно бродильных ча­ нов, откуда он периодически удаляется в канализацию.

4. ОТБОР И ПОДГОТОВКА ВОДНЫХ ПРЕДГИДРОЛИЗАТОВ СУЛЬФАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ЗАВОДОВ

При производстве кордной целлюлозы сульфатным методом дре­ весная щепа вначале обрабатывается горячей водой для удаления гемицеллюлоз. При этой обработке содержащаяся в древесине свя­ занная уксусная кислота отщепляется и, переходя в водный рас­ твор, создает в нем слабокислую реакцию (pH 3,5—4,2), способст­ вующую протеканию гидролиза гемицеллюлоз. В результате в полу­ чаемом водном растворе накапливаются водорастворимые продукты частичного гидролиза гемицеллюлоз. Этот процесс получил наиме­ нование п р е д г и д р о л и з а , а образующийся водный раствор уг­ леводов, состоящий из смеси моносахаридов и полисахаридов, на­ зывается п р е д г и д р о л и з а т о м . После дополнительной обра­ ботки предгидролизат на ряде целлюлозных заводов используется для выращивания кормовых дрожжей. Остаток древесины после водного предгидролиза, состоящий из целлюлозы и лигнина, обра­ батывается горячей водной щелочью при температуре 180— 190° С. В этих условиях лигнин переходит в раствор, образуя так называ­ емый черный щелок, а в остатке остается волокнистая масса, со­ стоящая в основном из целлюлозы. После дополнительной очистки и отбелки такая целлюлоза используется для последующей хими­ ческой переработки в кордное волокно.

Процесс водного предгидролиза древесины сосны и лиственницы и последующей подготовки полученных предгидролизатов для био­ химической переработки схематически представлен на рис. 30. По этой схеме измельченная до размеров щепы древесина загружается